加圧による酵母アミノ酸輸送体のユビキチン化と圧力シグナル伝達機構の解明

压力对酵母氨基酸转运蛋白的泛素化及压力信号转导机制的阐明

• 批准号: 15780065
• 负责人: 阿部 文快
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15780065/
• 关键词: 出芽酵母S.cerevisiae; トリプトファン輸送体Tat2; ユビキチン化; ユビキチンリガーゼRsp5; 脱ユビキチン化酵素Doa4; 網羅的遺伝子解析; 圧力生理学; Piezophysiology; 高圧増殖変異

出芽酵母Saccharomyces cerevisaeのトリプトファン輸送は高圧や低温への感受性が高く、トリプトファン要求株の増殖はこうした条件下で強く制限される。これまでに、トリプトファン輸送体Tat2の分解が圧力負荷により促進され、その過程はユビキチンシステムに依存することを示してきた。脱ユビキチン化酵素Ubp (Ubiquitin-specific protease)の遺伝子を破壊したところ、doa4,ubp6およびubp14破壊株において高圧・低温増殖能が確認された。これらの遺伝子破壊株ではTat2が安定化していることから、Tat2の圧力制御に脱ユビキチン化も関与する可能性を示唆している。さらなる高圧・低温増殖関連遺伝子の検索を目的とし、4828株からなる酵母遺伝子破壊ライブラリーの網羅的スクリーニングを行った。その結果、遺伝子型がトリプトファン非要求性であるにもかかわらず、317株もが高圧(25MPa)と低温(15℃)への感受性を示した。MIPS (Munich Information Center for Protein Sequences)のカテゴリーに準じてそれらを分類したところ、代謝および転写に関わる遺伝子が多数を占めていることわかった。一方、DNAマイクロアレイにより両条件下での全遺伝子の発現パターンを調べたところ、高圧で誘導される遺伝子の多くは低温で誘導され、逆に高圧で抑制される遺伝子の多くは低温でも抑制されるという顕著な結果が得られた。一方、こうした遺伝子のほとんどは破壊実験の結果に対応していなかった。このことは、必須遺伝子=発現量上昇という単純な図式化が成り立たないことを示している。

酿酒酵母的萌芽酵母菌中的色氨酸转运对高压和低温高度敏感，在这些条件下，色氨酸需要的菌株的生长受到了强烈的限制。迄今为止，已经表明，色氨酸转运蛋白Tat2的降解是通过压力加速加速的，并且该过程取决于泛素系统。当破坏去泛素特异性蛋白酶的基因时，在DOA4，UBP6和UBP14中断菌株中确认了高压和低温生长潜力。这些基因破坏菌株中稳定的TAT2表明去泛素化也可能参与TAT2的压力调节。对由4,828个菌株组成的酵母基因破坏文库进行了详尽的筛查，以进一步搜索与高压和低温生长有关的基因。结果，即使有317种菌株对高压（25 MPa）和低温（15°C）都表现出敏感性，尽管它们的基因型不计。当它们根据MIPS类别（慕尼黑蛋白质序列信息中心）进行分类时，发现它们的大多数基因与代谢和转录有关。另一方面，当使用DNA微阵列在两种条件下检查所有基因的表达模式时，我们发现在高压下诱导的大多数基因都是在低温下诱导的，而在高压下抑制的大多数基因都对低温有抗性。另一方面，这些基因中的大多数与破坏实验的结果不符。这表明基本基因的简单图=提高表达水平无法保持。